吳天民-單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名吳天民院（系）機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)械101學(xué)號(hào)201010824119指導(dǎo)教師張日紅日期：2012年12月10日16目錄一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書21、題目：單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)22、相關(guān)數(shù)據(jù)要求23、課程設(shè)計(jì)任務(wù)3二、液壓系統(tǒng)原理圖以及FluidSIM-H3.6仿真圖4三、選擇液壓系統(tǒng)的元件和輔件51、運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析5①運(yùn)動(dòng)分析5②動(dòng)力分析52、液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算和工況圖的編制6①預(yù)選系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力7②計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸8③計(jì)算液壓缸工作循環(huán)中各階段的壓力、流量和功率93、液壓元件的設(shè)計(jì)選型10①

2、液壓泵及其電機(jī)計(jì)算與選定12②液壓控制閥和液壓輔助元件的選定13四、驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能141、驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失152、液壓泵工作壓力的估算16五、參考文獻(xiàn)1716一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、題目：單面多軸鉆孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、相關(guān)數(shù)據(jù)要求某自動(dòng)線上的一臺(tái)單面多軸鉆孔組合機(jī)床的動(dòng)力滑臺(tái)為臥式布置（導(dǎo)軌為水平導(dǎo)軌，其靜、動(dòng)摩擦系數(shù);）擬采用桿固定的單桿液壓缸驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)，完成工件鉆削加工時(shí)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；工件的定位、夾緊均采用液壓控制方式，以保證自動(dòng)化要求。由液壓與電氣配合實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)循環(huán)要求為：定位→夾緊→快進(jìn)→工進(jìn)→快退→原位停止→夾具松開→拔定位銷，動(dòng)力滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)見表1所

3、示。表1動(dòng)力滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)工況行程/mm速度/（m/s）時(shí)間/s運(yùn)動(dòng)部件重力G/N鉆削負(fù)載Fe/N啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間快進(jìn)1000.111760_0.21工進(jìn)10030000113.2快退2000.1_23、課程設(shè)計(jì)任務(wù)（1）擬定液壓系統(tǒng)原理圖；（2）運(yùn)用FLUIDSIM對(duì)液壓回路進(jìn)行仿真；（3）選擇液壓系統(tǒng)的元件和輔件；（4）驗(yàn)算液壓系統(tǒng)性能；（5）設(shè)計(jì)液壓閥塊和閥組；（6）繪制下列圖紙：(建議用UG/PROE/SOLIDWORKS完成)液壓系統(tǒng)原理圖A41張液壓站總裝圖A31張液壓閥組圖A41張（7）編寫液壓系統(tǒng)的PLC控制程序并完成接線圖。（8）編寫設(shè)計(jì)說明書16

4、二、液壓系統(tǒng)原理圖a.液壓原理圖1、油箱，2、過濾器，3、雙聯(lián)液壓泵，4、10、壓力表開關(guān)，5、11、壓力表，6、9、20、23、25、單向閥，7、26、溢流閥，8、減壓閥，12、二位四通電磁換向閥，13、單項(xiàng)順序閥，14、16、21、壓力繼電器，15、夾緊缸，17、定位缸，18、進(jìn)給缸，19、三位五通電磁動(dòng)換向閥，22、二位二通機(jī)動(dòng)換向閥，24、調(diào)速閥，27、外控順序閥b.FluidSIM-H3.6軟件系統(tǒng)仿真圖16系統(tǒng)的電磁鐵和行程閥動(dòng)作順序表工況電磁鐵行程閥狀況1YA2YA3YA行程閥定位--+夾緊--+快進(jìn)+--下位工進(jìn)+--上位快退-+-上位滑臺(tái)原始停止--+下位

5、松開---拔銷---三、選擇液壓系統(tǒng)的元件和輔件1、運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析（缺圖）①運(yùn)動(dòng)分析16如下表：工況行程/mm速度/（m/s）時(shí)間/s快進(jìn)1000.11工進(jìn)100113.2快退2000.12分析其各工況可得L-t圖和v-t圖：L-t圖v-t圖②動(dòng)力分析動(dòng)力滑臺(tái)液壓缸在快速進(jìn)、退階段，啟動(dòng)是的外力負(fù)載是導(dǎo)軌靜摩擦阻力，加速時(shí)的外負(fù)載是導(dǎo)軌動(dòng)摩擦阻力和慣性力，恒速時(shí)是動(dòng)摩擦阻力；在工進(jìn)階段，外負(fù)載是工作負(fù)載及動(dòng)摩擦阻力。所以，靜摩擦負(fù)載：Fs=G=0.2*11760=2352N動(dòng)摩擦負(fù)載：Fd=G=0.1*11760=1176N慣性負(fù)載：Fg==1200*0.5=600N(

6、其中m=G/g=11760/9.8=1200kg，a=v/t=0.5m/s^2)又由于鉆削負(fù)載Fe=30000N，得下表：16動(dòng)力滑臺(tái)液壓缸外負(fù)載計(jì)算結(jié)果工況外負(fù)載F/N計(jì)算公式結(jié)果快進(jìn)啟動(dòng)F=Fs2352加速F=Fd+Fg1776恒速F=Fd1176工進(jìn)F=Fe+Fd31176快退啟動(dòng)F=Fs2352加速F=Fd+Fg1776恒速F=Fd1176根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，其F-t圖如下：（缺圖）F-t圖2、液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算和工況圖的編制①預(yù)選系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力本鉆孔組合機(jī)床屬于半精加工機(jī)床，機(jī)床為低壓設(shè)備類型，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，系統(tǒng)工作壓力P<7Mpa，所以，預(yù)選液壓缸的設(shè)計(jì)壓力P1=

7、4Mpa。②計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸為了滿足工作臺(tái)快速進(jìn)退速度相等，并減少液壓泵的流量，將液壓缸的無桿腔作為主要工作腔，并在快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的有效面積A1與A2應(yīng)該滿足A1=2A2（即活塞桿直徑d和液壓缸直徑內(nèi)徑D之間應(yīng)該滿足d=0.71D）。為了防止進(jìn)工結(jié)束時(shí)發(fā)生前沖，液壓缸需要保持一定回油背壓。參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，回油有路上背壓或調(diào)速閥的系統(tǒng)，取背壓P2=0.5～1.5Mpa。所以，暫取P2=0.6Mpa，并取液壓缸效率。則：16F=P1A1-P2A2=A1（P1-P2A2/A1）即：液壓缸